composantes hardware du mainframe
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Composantes Hardware du Composantes Hardware du MainframeMainframe
Présenté PAR :
-Abounasr Meryem - Harkati Wafaa- Rassili Salma - Najihi soukaina - Boujadi Soukaina
Proposé PAR :
- M.OUAGUERZAMEN
CPUS/ Ressource mémoire CPUS/ Ressource mémoire
Périphériques entrées sorties / LPARPériphériques entrées sorties / LPAR
Conclusion Conclusion
Introduction aux mainframeIntroduction aux mainframe
Composantes hardaware du mainframeComposantes hardaware du mainframe
PLAN
RAM 20GORAM 20GO64
processeurs (centaines de
MHz)
disques durs
(dizaines de Tera Octets)
Mainframe ordinateur doté d'une puissance gigantesque
- servir des milliers d'utilisateurs chaque seconde - - traiter de nombreuses opérations simultanément
• Les grands fabricants de mainframes :
IBM, HP, Sun, Bull, …• domaines ou les mainframes sont impliqués
gouvernement
assurance
santé
finance
banque
Domaines
11 22
33 44
Débit maximisé manipulation de grandes
quantités de données au cours des périodes
extrêmement courtes.
Vitesse et débit
mainframes exigent des alimentations sans
interruption qui fournissent constamment de l'énergie
propre .
Alimentation requise
Les mainframes produisent beaucoup de chaleur , l'air frais
doit rester en circulation constante pour éviter
d'endommager les composants informatiques critiques
Exigences environnementales
Mainframes Fonctionnent des
systèmes plus grands et plus robustes tels que
Z /OS, MVS , VSE et OS/390 .
beaucoup plus puissants et plus fiables
SE
Caractéristiques des mainframes
La fiabilité des mainframes réside dans le fait que :
•les temps d'arrêt des mainframes sont minimisés
•la capacité de basculement intégré dans le matériel et les systèmes d'exploitation qui les dirigent.
Ces facteurs contribuent à l'utilisation des mainframes par les organisations qui ont besoin d’un service sans aucune interruption.
Fiabilité
Avantages de l’architecture mainframe
bonne réputation au niveau de la sécurité :
• à ce jour , aucun système d'exploitation mainframe a été piraté ce qui indique un niveau de sécurité élevé.•les systèmes d'exploitation actuels, tels que VM , MVS et z /OS , restent imperméables aux hackers.
Sécurité
Avantages de l’architecture mainframe
• Les mainframes peuvent exécuter simultanément plusieurs sessions d’un système d’exploitation ou encore différents systèmes d’exploitation.
• Un mainframe est capable de faire tourner simultanément plusieurs systèmes d'exploitation en mode virtualisation et offrir ainsi de multiples services applicatifs aux utilisateurs.
Systèmes d' exploitation puissant
Avantages de l’architecture mainframe
le coût initial de la mise en œuvre architecture mainframe est peut-
être le plus grand inconvénient lié au mainframe . Les ordinateurs centraux coûtes des millions de
dollars , qu'ils aient été achetés ou loués .
Coût d'acquisition
Inconvénients de l’architecture mainframe
Les environnements informatiques Mainframe nécessitent du
personnel de soutien hautement qualifiés et compétents .
Coût des techniciens
Inconvénients de l’architecture mainframe
les mainframes consomment beaucoup l'électricité . Ils exigent une énergie plus propre et plus
stable , ce qui implique d'alimentation sans coupure qui
offrent la climatisation et alimentation de secours sous la
forme de piles .
Coût d’électricité
Inconvénients de l’architecture mainframe
le refroidissement des mainframes doit être requis . Ce
refroidissement se présente sous la forme de grandes unités de conditionnement d' air et de
l'ingénierie du flux d'air sophistiqué .
Coût de Refroidissement
Inconvénients de l’architecture mainframe
2010
zENTREPRISE 196plus économe en énergie Processeurs plus puissant
1996
SYSTÈME 390processeurs à substrat de cuivre (mieux refroidis et donc plus rapides).prise en charge officielle de Linux
1970
SYSTÈME 370Intégration d’une fonction capitale: la mémoire virtuelle. Les entrées-sorties étaient améliorées grâce aux canaux "block multiplexer", qui permettent un accès rapide aux données sur disque
1964
SYSTÈME 360
premier mainframe official qui a valu 5 milliards de dollars
il a introduit la notion de compatibilité
entre différents systèmes.
Historique des mainframes
CPUS/ Ressource mémoire CPUS/ Ressource mémoire
Périphériques entrées sorties / LPARPériphériques entrées sorties / LPAR
Conclusion Conclusion
Introduction aux mainframeIntroduction aux mainframe
Conception des mainframeConception des mainframe
Architecture mainframe
Les premiers réseaux informatiques étaient architecturés autour d'un ordinateur central, appelé « mainframe ».
Le mainframe représente ainsi un ordinateur central de grande puissance chargé de gérer les sessions utilisateurs des différents terminaux qui lui étaient reliés. Grâce à cette architecture, il est ainsi possible de consolider, c'est-à-dire de gérer de manière centralisée, l'ensemble des applications métiers de l'entreprise.
Cependant, dans le modèle mainframe, la performance du système tout entier repose sur les capacités de traitement de l'ordinateur central, c'est la raison pour laquelle ce modèle est parfois qualifié d'« informatique lourde ». Par ailleurs, dans un environnement mainframe, les terminaux du réseau ne peuvent voir que le serveur central.
La conception ancienne
Les premiers systèmes ont jusqu'à 16 canaux, les plus grosses machines mainframe au moment de l'écriture peuvent avoir plus de 1000 chaînes.
processeurs la mémoireles circuits de controle
Processeur Central de traitement
les interfaces pour les canaux
Le Système S/360 avait un seul processeur connu comme l'unité centrale de traitement (CPU).
Évolution du mainframe
Les technologies de l’informatique ont évolué en plusieurs vagues, chacune étant considérée comme un “nouveau paradigme” et une avancée radicale.
Plutôt que de rester figé dans le modèle initial, le mainframe a véritablement surfé sur la plupart de ces vagues. Ainsi avec un environnement mainframe à niveau, il est possible de mettre en oeuvre le meilleur de chacune de ces vagues d’innovations informatiques.
Évolution du mainframe
L’architecture mainframe, tout en assurant les compatibilités nécessaires, a elle-même évolué au cours des différentes décennies :
Années 2000
Années 1960
An
nées 1980
An
née
s 20
10
mainframemainframe
Années 1970
Années 1990
Années 1960System/360 : la genèse.
Années 1970System/370 : ajout du multitraitement, d’instructions supplémentaires et de lamémoire virtuelle.
Années 1980S/370-XA (eXtended Architecture) : apparitionde l’adressage 31 bits
Années 1990ESA/390 (Enterprise Systems Architecture) :gestion d’espaces d’adressage multiple.
Années 2000z/Architecture : lancement de l’adressage64 bits et des canaux dynamiques.
Années 2010zEnterprise : premier pas dans l’environnementinformatique hybride faisant coexistersystèmes d’exploitation mainframe et systèmesdistribués. Les applications peuvent êtredistribuées dans une seule machine gérantles O/S System z et AIX, Linux et Windows.
La conception actuelle des mainframes
un ordinateur central a beaucoup de composants pour le traitement des données : système d'exploitation, carte mère, processeur, contrôleurs de périphériques de stockage et canaux…
La carte mère :
La conception actuelle des mainframes
Elle est constituée d’un circuit imprimé qui permet aux CPU, Ram et d’autres composants matériels de fonctionner ensemble via « Architecture de Bus ».
Lorsque les cartes mères des pc utilisent des bus de 32 /64 bits , les mainframes utilisent des bus de 128 bits.
La conception actuelle des mainframes
Processeur:C’est le point central de traitement dans l’architecture centrale et comprend une unité arithmétique logique .
Il fonctionne comme un contrôleur de bus et gère les demandes de trafic et de données.
La puissance de traitement des ordinateurs centraux est beaucoup plus élevé par rapport aux pc, afin qu’ils peuvent gérer les énormes quantités de données.
Dispositifs de stockage:
La conception actuelle des mainframes
Ils sont utilisés pour la récupération, le stockage et l’enregistrement des données.
Leur capacité de stockage de données peut être cent ou même des milliers de fois supérieur à celui d'un PC.
Contrôleurs de communication:
La conception actuelle des mainframes
Ils permettent à des ordinateurs distants d’accéder à un ordinateur central à l’aide des réseaux LAN ou WAN.
Ils établissent des connexions avec différents appareils, et effectuent la transmission de données sur des canaux de communication et assurent le suivi des utilisateurs dans les terminaux.
La conception actuelle des mainframes
Les canaux:
Sont des câbles utilisés pour connecter le CPU et la mémoire centrale à d’autre parties du système.
CPUS/ Ressource mémoire CPUS/ Ressource mémoire
Périphériques entrées sorties / LPARPériphériques entrées sorties / LPAR
Conclusion Conclusion
Introduction aux mainframeIntroduction aux mainframe
Composantes hardaware du mainframeComposantes hardaware du mainframe
Processeur
L’unité centrale de traitement ou CPU du mainframe est le cerveau de l'ordinateur central
Le point central d‘instructions d' architecture d'ordinateur qui comporte une unité arithmétique et logique pour effectuer des calculs numériques
ZAAP
pour l’intégration d’applications Web avec Java ou XML avec des bases de données à accès indirect
ZIIP
pour le traitement
des données,
transactions et les
charges de travail
réseau
IFL
pour supporter le
système Linux.
Types de Processeurs
IFP
pour la gestion des
bus d'extension
SAP
pour la gestion des
sous-systèmes
d’entrées/sorties
zEnterprise EC12
Types de Processeurs
Multi-processeurs
Caratérise par :une mémoire unique,et plusieurs processeurs pouvant communiquer directement entre eux et régis par un système d’exploitation unique
Suit un parallélisme dans l’exécution des travaux (n processus pouvant être simultanément actifs sur n processeurs)
La communication entre processeurs
la synchronisation des horloges (TOD clocks) de chaque processeur
TOD clocks: c’est un moyen matériel de contrôle du temps alloué à un travail
• la synchronisation mémoire en cas de traitement concurrent d’une même zone
• Le "memory switch" qu’un processeur pouvait interrompre un autre processeur inactif pour lui signaler l’arrivée de travail
L’instruction SIGP qui permet à un processeur de s’adresser à un autre pour lui demander de réaliser une fonction
Il existe deux types de mémoires réelles :
Mémoire centrale (central storage, real storage, processor storage).
• Elle est représentée par un composant interne à la machine• Elle est accéder de manière synchrone par les processeurs
eux même
Mémoire auxiliaire (auxiliary storage, paging storage) .• Elle peut être représentée sous différentes formes de support (disque)
Les Mémoires Réelles
Mémoire virtuelle
Le MVS Multiple Virtual Storage , il applique le principe de la mémoire virtuelle pour traiter différents travaux simultanément sur une machine comprenant un ou plusieurs processeurs
comment utiliser au mieux la mémoire dont on dispose (limitée et chère) étant donné le nombre toujours croissant d’utilisateurs, et sachant que chacun a besoin d’un espace mémoire linéaire pour installer ses données et ses programmes ?
• Les parties inactives d’un programme stocké en mémoire réelle sont descendues en mémoire auxiliaire (espace disque alloué par le système).
• Lorsque ces parties de programme sont à nouveau sollicitées, elles sont remontées en mémoire réelle
• Un espace-adresse = un espace virtuellement alloué à un utilisateur (16 Mo en adressage 24 bit, 2 Go en adressage 31 bit, 16 exa en z architecture).
Comment elle fonctionne ?
CPUS/ Ressource mémoire CPUS/ Ressource mémoire
Périphériques entrées sorties / LPARPériphériques entrées sorties / LPAR
Conclusion Conclusion
Introduction aux mainframeIntroduction aux mainframe
Composantes hardaware du mainframeComposantes hardaware du mainframe
Sous les couvertures, le mainframe a un ou deux métaux cadres, contenant un processeur et des cages d'entrée / sortie, comme ainsi que d'autres éléments matériels.
Les cages Entrée / Sortie
les modèles z10 système peuvent avoir jusqu'à trois cages d'entrée / sortie, qui se composent principalement de fentes pour des adaptateurs d'entrée / sortie.
Gestion des périphériques E/S
• VIO (virtual input/output): entrée-sortie virtuelle, privilégiant la mémoire pour éviter les accès aux périphériques.
• IOS (input-output supervisor): composant du noyau de MVS chargé de la gestion des opérations d'entrée-sortie.
• MIH (missing interrupt handler): composant de l'IOS traitant les entrées-sorties non satisfaites.
• TPI (test pending interrupt): instruction destinée à accélérer le traitement des entrées-sorties.
Capacité des E/S
Les ordinateurs personnels ont généralement un nombre limité de canaux d'entrée / sortie, mais un seul z10 peut avoir jusqu'à 1 024 canaux individuels. Cette capacité est un facteur qui contribue à l’évolutivité légendaire de mainframe.
Les LPARs
Une LLogical PARPARtition est un sous-ensemble des ressources matérielles de l'ordinateur (dans le domaine de la virtualisation), apparaissant comme un serveur distinct.
En effet, une machine physique peut être partitionnée en plusieurs LPAR, chacune possédant son propre système d'exploitation.
Il est possible de créer des partitions logiques (LPAR) pour traiter des groupes d’applications de façon totalement indépendante sur des systèmes d’exploitation distincts partageant un même ensemble de processeurs physiques (CPC).
Parallel Sysplex
L’une des premières technologies de clustering. Celle-ci permet d’associer jusqu’à 32 partitions logiques (LPAR)
de mainframe opérant
comme un seul système.
• Une augmentation de la puissance totale au-delà du millier de MIPS, impossible à obtenir avec un seul ordinateur dans l‘état actuel de la technique
• Une amélioration de la disponibilité des systémes
• Un suivi des opérations plus simple
Haute disponibilité: peu de tolérance à l’immobilisation
d'exécuter plusieurs applications en temps réel et l'accès au système par plusieurs utilisateurs
simultanément
L'entretien et la réparation peut être effectuée sur un mainframe sans l’arrêter
Synthèse
Merci pour votre attentionMerci pour votre attention
☺☺
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